Numa era em que a compreensão e a manipulação da luz em nanoescala são cada vez mais cruciais, um artigo em Light:Science &Applications revela um salto significativo.



Uma equipe de cientistas do Institut Langevin, ESPCI Paris, PSL University, CNRS desenvolveu um método sofisticado para medir o aumento da interação da luz em nanoescala usando moléculas únicas como sondas. No centro desta pesquisa estão as nanoantenas de lacuna dielétrica - desenvolvidas e fabricadas no Imperial College London.

Tais estruturas são feitas de fosfeto de gálio (GaP), material escolhido por seu alto índice de refração e baixas perdas ópticas. Este trabalho colaborativo envolve uma abordagem inovadora usando moléculas únicas para sondar a interação aprimorada da luz facilitada puramente por essas nanoantenas, sem modificação do nanossistema com sondas de campo próximo, alcançando um aumento notável de 30 vezes nas taxas de decaimento radiativo no nível de molécula única.

Os cientistas explicam:"Nosso trabalho se concentra na medição precisa de como a luz interage com as nanoestruturas. Ao usar moléculas únicas como sondas, conseguimos observar e quantificar o aumento na interação da luz, um aspecto crucial para o avanço das tecnologias nanofotônicas."

A pesquisa vai além da mera exploração teórica, oferecendo insights práticos sobre as interações luz-matéria. "Não se trata apenas de observar a interação aprimorada da luz; trata-se de medi-la no nível de molécula única com notável precisão espacial. Nossas descobertas são fundamentais para aplicações futuras em campos onde a compreensão e o controle da luz em uma escala tão pequena são essenciais."

A metodologia e os resultados do estudo ressaltam a eficácia de técnicas avançadas de medição em nanofotônica.

"Nossa pesquisa mapeou com sucesso a distribuição espacial do aumento da taxa de decaimento radiativo, revelando que embora haja alguma má localização de moléculas individuais devido à sua interação com a estrutura, este efeito é mínimo dentro da lacuna da nanoantena, proporcionando um controle preciso do brilho fonte de emissão de fóton único", explicam os cientistas.

"Essa precisão na medição abre novos caminhos para a caracterização de dispositivos ópticos altamente sensíveis e aprofunda nossa compreensão do aprimoramento da interação de um emissor quântico com uma nanoestrutura."

Em conclusão, os cientistas enfatizam as implicações mais amplas do seu trabalho. "Nossa pesquisa fornece uma nova lente através da qual podemos visualizar as interações nanofotônicas. A capacidade de medir a interação da luz com tanta precisão abre caminho para avanços em várias aplicações, desde computação quântica, detecção quântica até diagnósticos médicos."

Mais informações: R. Margoth Córdova-Castro et al, Imagem super-resolvida de emissor único de aumento da taxa de decaimento radiativo em nanoantenas de gap dielétrico, Light:Science &Applications (2024). DOI:10.1038/s41377-023-01349-2
Informações do diário: Luz:Ciência e Aplicações

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